摘 要

OFDM通信技术已成为当代移动通信中的重要组成部分。正是OFDM技术的持续进步，才有了我们今天便捷的移动通信，可以说OFDM技术是当下无线通信所要关注的重中之重，所以对于OFDM相关技术的研究是当下的一大热点。

OFDM技术中，信道估计技术对于整个OFDM系统的性能起着举足轻重的作用，一个优异的信道估计算法能极大提升系统的准确度，大幅度提高系统的性能。当下对于信道估计算法的研究对理论的进步和现实中的应用都有着很强的促进作用，也有着许多优秀的估计算法被提出来，但都或多或少在准确度或者复杂度上面存在一些缺陷，因为实际的无线系统中对算法的要求是：保证准确度高的同时要保证计算的复杂度尽可能的低，这两方面直接影响着系统的误码率和传输速率。如何兼顾好这两者之间的关系，是当代信道估计算法的主要研究方向，也是影响着通信系统质量的关键性因素。

本文对OFDM系统进行了原理性阐述，同时重点对信道估计技术中信道估计算法进行研究，其主要是对数据辅助信道算法中的LS算法以及LMMSE算法进行了系统的原理阐述，并对LS算法和LMMSE算法进行了Matlab仿真，然后根据仿真结果具体阐述了两种算法的优劣。

关键字：正交频分复用 信道估计 信道估计算法 误码率

ABSTRACT

OFDM communication technology has become an important part of modern mobile communication. It is the continuous progress of OFDM technology that leads to today's convenient mobile communication. It can be said that OFDM technology is the top priority of current wireless communication, so the research on related technologies of OFDM is a hot topic at present.In OFDM technology, channel estimation technology plays an important role in the performance of the whole OFDM system. An excellent channel estimation algorithm can greatly improve the accuracy of the system and the performance of the system. The present research progress of theory for channel estimation algorithm and has a strong role in promoting the application of reality, also has many excellent estimation algorithm was proposed, but are more or less there are some defects on accuracy or complexity, because the actual wireless system to the requirements of the algorithm is: guarantee the high accuracy at the same time to ensure that the complexity of the calculation as low as possible, both directly affects the system bit error rate and transmission rate. How to take into account the relationship between the two is the main research direction of modern channel estimation algorithm and the key factor affecting the quality of communication system.The original rational elaborated in this paper, the OFDM system, at the same time focus on channel estimation algorithm in the process of channel estimation technology, its main is auxiliary the data channel algorithm of LS algorithm and the principle of system elaborated LMMSE algorithm, and the Matlab simulation is carried out on the LS algorithm and LMMSE algorithm, and then according to the simulation results this paper expounds the advantages and disadvantages of two kinds of algorithm.

The keyword：Orthogonal frequency division multiplexing; Channel estimation; Channel estimation algorithm; ber

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1正交频分复用技术OFDM简述 1

1.2信道估计算法研究的意义 2

1.3研究背景 3

1.4论文内容安排 3

第2章OFDM及其信道估计基本原理 5

2.1 OFDM系统基本原理 5

2.1.1 OFDM系统框图及整体实现原理 5

2.2.2 实现OFDM系统关键步骤 6

2.2 信道相关原理 7

2.2.1 信道与信道衰落 7

2.2.2 衰落信道模型 7

2.3 信道估计相关原理 9

2.3.1 信道估计简述 9

2.3.2 信道估计中导频设计 10

2.3.3最小平方（LS）算法原理 10

2.3.4 线性最小均方差(LMMSE)算法原理 12

第3章 LS和LMMSE信道算法仿真及结果分析 14

3.1 信道估计性能参数设置 14

3.2 理想状态下的信道估计仿真 14

3.3加噪情况下信道估计算法仿真 15

3.4加噪声条件下LS算法和LMMSE算法的MSE性能比较分析 16

3.5仿真结果分析比较 17

第4章 总结 19

参考文献 20

附录 21

致谢 23

第1章 绪论

无线通信的出现距离今天已有一百多年的历史，但在初期的无线通信只能进行简单的信息传输，而且其系统性能极其不稳定。所以无线通信的发展历史其实是极其曲折的，从早期无线电报只能进行简单的文字传输，到后来的2G、3G网络，中间也曾出现许多的相关传输技术，但都在实际应用中逐渐被淘汰。再到如今4G、5G网络，其性能已经能很大程度上满足如今的通信需求，这其中转变的其实得益于一项四十多年前由韦斯特(Weistein)以及艾伯特(Ebert)所提出的无线通信技术，简称为正交频分复用(OFDM)系统。该系统实现简单，性能稳定。同时，之前所需要进行的大量复数运算以及对存储的高速的需求，也在数字信号处理（DPS）和超大规模集成电路技术的迅猛发展下得以解决。在当代，因为各方面相关技术的发展，OFDM技术不仅在无线通信领域发挥着重要作用，在有线通信领域也越来越得到人们的青睐，在许多有线通信中得以应用。OFDM具有频谱效率高、能有效对抗衰落和噪声干扰等特点，在当代通信领域中占据着越来越重要的地位，这吸引着越来越多的人对其进行研究。

1.1正交频分复用技术OFDM简述

正交频分复用（OFDM）其实很类似于如今广播中的无线传输技术，即频分复用(FDM)技术。它们的原理相同之处在于：都使用电磁波进行传输、都需要使用串并转换来使数据在更低频率信道中进行传输。区别在于OFDM利用了更为巧妙的方法来实现对数据的控制从而极大的提高了频谱的利用率。OFDM和FDM原理的差别主要在以下几个方面：

（1）在FDM体系中，传输过程中需要使用到多个基站，而每个基站所使用的频率都会有所差别，所以通常就需要使用FDM技术来使不同频率的信号区别开来，各个不同频率信号在FDM传输体系中使是必须要严格区别开的，所以各个信号之间完全没有同步或者同位。但在OFDM体系中，信号传输时各个不同频率的信号在时间和频率上是完全同步的。同时，也因为各子信号之间是相互正交的，这样便可以使FDM体系中信号间的相互干扰得以解决的同时也可以在接收端把各信号分离出来。此外，再加上循环前缀的保护，所以载波间干扰能被很好的控制住。